CN1410374A - 垃圾渗沥液处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种生活垃圾渗沥液处理方法，主要包括以下步骤：对垃圾渗沥液原水进行初步过滤，去除较粗大的杂质，然后进入由三个生化反应区构成的生化反应器进行生化反应，由微生物降解渗沥液中的有机物和NH₃－N，然后再进行物化处理。物化处理可先用絮凝剂进行絮凝沉淀物化处理，降低BOD₅与色度，然后再用以纳米材料为过滤介质的过滤设备进行过滤，进一步降低COD和色度。经本发明的方法处理后的渗沥液各项指标均可达到规定的排放标准。

Description

垃圾渗沥液处理方法

本发明涉及垃圾处理技术，更具体地说，本发明涉及城市垃圾渗沥液的处理技术。

每天大量产生的城市垃圾是令各国政府都十分头痛的问题，人们一直在不断地探索城市垃圾处理技术。当今城市垃圾的处理主要有两种方法，一种是高温焚烧，另一种是卫生填埋。

高温焚烧法是先对垃圾进行筛选分类，将可再生利用的部分如金属、玻璃等回收，将危险性垃圾如电池、爆炸品等进行专门处理，剩下的生活垃圾用专门的焚烧装置进行高温焚烧。在焚烧过程中回收热能，对产生的烟气进行处理，使其达标后排放。燃烧后的残渣基本上为稳定的无机物，经过简单处理后进行填埋。这种方法的优点是，城市生活垃圾经高温焚烧后转变为稳定的无机物，再进行填埋几乎不会产生垃圾渗沥液，不会对环境造成污染，同时可以回收热能，用于发电或城市集中供热，达到资源再利用的目的。但不足的是，垃圾在燃烧过程会产生大量废气，废气的处理要求较高，技术难度较大。另外，建设投资和运行费用比较高，一般处理1吨垃圾的运行费用需要100多美元。因此，这一技术主要是在经济发达国家使用，经济欠发达国家一般都不采用这一技术，而采用卫生填埋法。

卫生填埋法是先去除特种垃圾(如医院垃圾)，其他生活垃圾不经分选地置入底部设计有垃圾渗沥液收集排出系统的垃圾填埋场，然后按一定的工艺要求进行填埋，垃圾在经过一段较长的时间后达到稳定的状态。新鲜垃圾由于含有大量的有机质，所含水分较高，填埋后经发酵分解、雨水和地面径流、淋溶、蒸发等多种因素共同作用，将产生垃圾渗沥液，经由收集排出系统排出。垃圾渗沥液属于高浓度的有机废水，其成份非常复杂，有机污染物指标COD(化学需氧量)和BOD₅(5日生化需氧量)都很高，COD的浓度一般在800～13000mg/l，BOD₅的浓度一般在260～9000mg/l，NH₃-N(氨氮)一般在200～3000mg/l，颜色为褐黑色，而且带有刺鼻的臭味。对从垃圾填埋场收集排出系统排出的垃圾渗沥液进行处理的技术，现在还没有可供工业化使用的处理后的垃圾渗沥液能达到国家规定排放标准的成熟技术。在实践中，有的直接排放到自然环境，有的仅作一些简单生化处理或物化处理，使渗沥液中的COD、BOD₅有所降低即排放，但远远高于国家规定的标准，对渗沥液中的色度、NH₃-N几乎都没有进行处理。

针对上述已有技术的不足，本发明的目的是提供一种可供工业化使用的垃圾渗沥液处理方法，经本发明研究课题处理后的垃圾渗沥液所含的COD、BOD₅、NH₃-N及色度都可达到国家规定的标准。

本发明的研究课题来自成都市重点攻关资助项目，课题组经多年的探索与研究终于找到了实现上述发明目的方法，并通过实验证明是可行有效的。

本发明的垃圾渗沥液处理方法，主要包括以下步骤：

1.将从垃圾填埋场收集排出系统排出的垃圾渗沥液进行初步过滤，除去渗沥液中较粗大的杂质，如漂浮物、悬浮物等，随后送人下一处理工序；

2.将经驯化的微生物加入到经过初步过滤的渗沥液中进行生化反应，分解去除渗沥液中的有机物和NH₃-N，使被处理的渗沥液所含的BOD₅和NH₃-N达到排放标准；

3.在经初步过滤处理后的渗沥液污水中加入絮凝剂进行物化反应，降解渗沥液中的有机物与COD，降低色度，使被处理的渗沥液达到排放标准。

为了更好地实现上述发明目的，使渗沥液经处理后排放的水所含COD和色度等指标更好，优选的方案是将物化处理分为两级，一级采用如上面所述的方法，通过加入絮凝剂进行物化处理，另一级采用以纳米材料为过滤介质的过滤设备进行过滤。优选的处理方案，其处理效果会更好，处理后的垃圾渗沥液的各种排放指标均能优于排放标准。

上述所说的纳米材料，为能截留分子量在300～500之间的纳米材料，以此纳米材料作为过滤设备的过滤介质，则能更好地降低COD和色度。

上述所说的生化反应可在具有三个生化反应区的反应器进行，三个反应区依次为进水调节区、厌氧区和曝气区，三个反应区依次水连接，可实现连续的处理生产。

微生物是以活性污泥的方式加入到被处理的垃圾渗沥液中。在进水调节区，垃圾渗沥液中的活性污泥浓度(MLSS)一般控制在5000～7000mg/l，活性污泥浓度的调节可通过加入活性污泥或水的方法进行。

进行生化处理的微生物为微生物群。垃圾渗沥液处理系统初步运行使用的微生物为取自城市污水处理厂的活性污泥，微生物并经适应性驯化。微生物的驯化是按逐步达到其今后工作的环境条件进行的，以适应城市垃圾渗沥液的污水环境。驯化控制条件主要有溶解氧浓度、污水的PH值。当被驯化的微生物能在其今后工作的环境条件下稳定生长，驯化过程结束，可用以工业化生产。

在厌氧区进行生化反应，应将溶解氧浓度控制在不大于0.5mg/l，PH控制在7.5～8.0，使微生物中的厌氧菌快速繁殖生长，分解去除垃圾渗沥液中的有机物与氨氮。厌氧区生化反应一般控制在5～7个小时。

在曝气区进行生化反应，应将溶解氧浓度控制在2.0～3.0mg/l，PH值控制在7.0～7.5，生化反应一般控制在13～17个小时，分解去除垃圾渗沥液中的有机物和氨氮。

在曝气区进行生化反应，当活性污泥浓度较高时，容易引起污泥膨胀上浮，影响生化处理效果，而城市垃圾渗沥液处理工艺又要求活性污泥的浓度较高。为了解决这一问题，本发明采取了将曝气区下层浓度较大的活性污泥部分返回到进水调节区。这一技术措施既为进水调节区提供了工艺所需要的微生物，又满足了曝气区微生物的生长环境要求。

本发明通过将生化反应器分成三个具有不同环境条件的区域，使渗沥液在不同的区间进行不同的生物化学反应，从而可以实现去除不同的有机物和NH₃-N的目的，生化反应的净化效果特别好。本发明通过将曝气区下层的浓度较高的活性污泥部分返回到进水调节区，使三个生化反应区依次水连接等措施来控制微生物在三个生化反应区处于不同的生长阶段，从而完全解决了活性污泥膨胀的问题。

对经生化处理后的垃圾渗沥液再通过加入絮凝剂进行物化处理，可以去除那些尚未被生物降解的有机物以及降低渗沥液的色度，使之达到排放水的标准。进行絮凝剂物化处理，关键是选择好絮凝剂。絮凝剂应选择那些效率高、价格低廉、且易获得的絮凝剂，如改性PAC絮凝剂，其去除COD和色度的效率高，价格较低，且能够在市场上购得，能满足工程的实际需要。

本发明的工艺没有严格的先后顺序，即可将生化反应工序按排在物化反应工序之前，也可将物化反应工序按排在生化反应工序之后，都是可行的。

附表1是垃圾渗沥液处理效果比较表，附表中的COD为化学需氧量，BOD₅为5日生化需氧量，NH₃-N为氨氮量，PH为酸碱度，SS为悬浮物量。从表中可以看出，垃圾渗沥液原水的各项污染指标均远远高于规定的排放标准，垃圾渗沥液原水经本发明的方法处理之后，其各项污染指标均优于国家规定的排放标准。这说明了，本发明能完全解决城市垃圾渗沥液的污染问题，并且工艺流程短，操作运行简单，基本建设投资和运行费用低。

本发明的公开，为人们提供了一种完全可以解决城市垃圾渗沥液污染问题的技术，对于经济欠发达的国家与地区可放心地采用投资与运行费用都比较低的卫生填埋法处理城市生活垃圾。

这里需要特别指出的是，在本发明完成之前，据发明人所知，处理垃圾渗沥液的已有技术还没有系统而成熟的技术，已有技术多为一些简单的单项处理技术。将生化处理技术与物化处理技术相结合来处理垃圾渗沥液，以弥补单项技术的不足，是本发明对垃圾渗沥液处理技术做出的贡献。本发明的另一个贡献是将生化反应器分为三个区域，使微生物在三个不同的环境进行生化反应，从而使不同的有机物与NH₃-N都得到充分降解，提高了渗沥液的净化效果。本发明的再一个发明点是以纳米材料作为过滤设备的过滤介质，能更加有效地进一步降低COD和色度。被处理的垃圾渗沥液再经以纳米材料为过滤介质的过滤设备过滤分离后，其各项污染控制指标均优于国家规定的排放标准。

本发明还有其他一些方面的优点，如使三个生化反应区为水连接，可对渗沥液进行连续的处理。将曝气区的部分活性污泥返回到进水调节区，既解决了曝气区活性污泥膨胀问题，又为进水调节区提供了工艺所需的微生物等。

附图1是本发明一个工艺流程简图。

附图2是生化反应器的工艺原理图。

下面给出本发明的两个实施例。

实施例1：

以成都市的卫生填埋垃圾场排出的垃圾渗沥液污水处理为例。垃圾渗沥液原水先通过粗细两级格栅进行初步过滤处理，以去除垃圾渗沥液中较粗大的杂质，如固体漂浮物、悬浮物等。经初步过滤的渗沥液原水进入生化反应器的进水调节区，在进水调节区加入经环境适应性驯化的微生物，即活性污泥。生化处理系统初次运行使用的微生物取自城市污水处理厂污泥所含的，经垃圾渗沥液环境条件适应性驯化并能稳定生长的微生物群。正常运行后，所用微生物来自本系统内部。在进水调节区将活性污泥在渗沥液中的浓度调节为约6000mg/l，PH值调节为7.5～8.0，生化反应约2个小时左右，使渗沥液中的有机成份得初步降解，随后进入厌氧生化区。进入厌氧生化区的渗沥液，其溶解氧浓度控制在不大于0.5mg/l，PH值控制在7.5～8.0，生化反应5～7个小时，使厌氧菌快速繁殖生长，进一步降解渗沥液中的有机物，然后进入曝气生化区。进入曝气生化区的渗沥液，其溶解氧浓度控制在2.0～3.0mg/l，PH值控制在7.0～7.5，生化反应13～17个小时，渗沥液中的有机物和NH₃-N得到充分降解，使其所含的BOD₅和NH₃-N达到排放标准。上述三个生化反应区依次水连接，被处理的渗沥液在水位差的作用从一个生化反应区进入下一个生化反应区，并由水位差控制每个反应区的反应时间。用泵将曝气区底部的部分活性污泥返回到进水调节区，其余的活性污泥排放。由于降低了曝气区污泥浓度，三个生化反应区的环境条件能分别适合活性污泥中不同微生物的繁殖生长，完成不同的微生物化学反应，使渗沥液中的有机物和NH₃-N得到充分的降解，且不会出现污泥膨胀上浮。经过上述生化处理的渗沥液再进行物化处理，即在经过生化处理后的渗沥液中加入改性PAC絮凝剂。PAC的加入量按渗沥液体积的2～4％比例加入。PAC加入后，未被微生物降解的有机物与絮凝剂进行物化反应，使渗沥液中的COD和色度得到有效去除，使之达到规定排放标准后，水就可排放或循环使用。垃圾渗沥液经上述工艺方法处理后排放，水的各项污染控制指标均达到排放标准，其各项指标如附表1所示。

实施例2：

本实施例是在实施例1的基础上再增加一段过滤分离处理工序，其前面的工序与实施例1相同，所不同的是还要对絮凝剂处理后排出的水进行过滤分离，过滤分离所用的过滤设备，其过滤介质为可截留分子量在300～500之间的纳米材料。经这一特别过滤设备处理后排放的污水，其所含COD和色度将得到更进一步的降低。垃圾渗沥液经本实施例处理工艺处理后排放，其各项污染控制指标都优于排放标准，如附1所示。

                        附表1处理效果                                  单位mg/l

项目	COD	BOD5	NH3-N	色度(倍)	SS
						渗沥液原水	7180	260	2000	200	220.0
实例1排放水	105	4.68	1.93	31	46.9
						实例2排放水	90	4.68	1.93	基本无色	基本无悬浮物
排放标准	300	150	25	80	80

Claims (10)

1.一种垃圾渗沥液处理方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)将垃圾渗沥液进行初步过滤，除去渗沥液中较粗大的杂质送入下一处理工序；

(2)将经驯化的微生物加入到经过初步过滤的渗沥液中进行生化反应，去除渗沥液中的有机物和NH₃-N，使被处理后的渗沥液所含的BOD₅和NH₃-N达到排放标准；

(3)在经初步过滤处理后的渗沥液中加入絮凝剂进行物化反应，降解渗沥液中的有机物与COD，降低色度，使之达到排放标准。

2.根据权利要求1所述的垃圾渗沥液处理方法，其特征在于经絮凝剂物化反应处理后排出的水再用以纳米材料为过滤介质的过滤设备进行过滤，进一步降低COD和色度。

3.根据权利要求2所述的垃圾渗沥液处理方法，其特征在于所说的纳米材料过滤介质为能截留分子量在300～500之间的纳米材料过滤介质。

4.根据权利要求1或2或3所述的垃圾渗沥液处理方法，其特征在于生化反应是在具有三个生化反应区的生化反应器中进行，三个反应区依次为进水调节区、厌氧区和曝气区，三个反应区依次水连接。

5.根据权利要求4所述的垃圾渗沥液处理方法，其特征在于进水调节区的活性污泥浓度控制在5000～7000mg/l。

6.根据权利要求4所述的垃圾渗沥液处理方法，其特征在于厌氧区内的生化反应在PH为7.5～8.0，溶解氧浓度不大于0.5mg/l的条件下进行5～7小时。

7.根据权利要求4所述的垃圾渗沥液处理方法，其特征在于曝气区内的生化反应在PH为7.0～7.5，溶解氧浓度为2.0～3.0mg/l的条件下进行13～17小时。

8.根据权利要求4所述的垃圾渗沥液处理方法，其特征在于将曝气区下层浓度较大的部分活性污泥返回到进水调节区。

9.根据权利要求1或2或3所述的垃圾渗沥液处理方法，其特征在于所说的微生物是以活性污泥的方式加入，微生物为取自城市污水处理厂中的活性污泥并经类似工作条件驯化的微生物。

10.根据权利要求1或2或3所述的垃圾渗沥液处理方法，其特征在于所说的絮凝剂为改性PAC絮凝剂。

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